(57)【要約】【課題】スリーブ３に供給した溶湯ｍをプランジャチップ２により、金型２６、２７内に圧入する鋳造装置において、スリーブ３を潤滑する潤滑油ｋの供給量を制御し、かつ、スリーブ３内における供給位置を制御することを可能とした鋳造装置１を提供する。【解決手段】プランジャロッド４に設置したプランジャチップ２により、金属溶湯ｍを金型に圧入する鋳造装置において、前記プランジャチップ２に前記潤滑油ｋを供給する供給路１６を設け、前記供給路１６と前記プランジャチップ２に周状に形成した循環路１５を連通し、前記循環路１５と前記プランジャチップ２の表面に設けた複数の吐出孔１４を連通する。【選択図】図１
2010269319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャロッドに設置したプランジャチップにより、金属溶湯を金型に圧入する鋳造装置において、
前記プランジャチップに前記潤滑油を供給する供給路を設け、前記供給路と前記プランジャチップに周状に形成した循環路を連通し、前記循環路と前記プランジャチップの表面に設けた複数の吐出孔を連通したことを特徴とする鋳造装置。
【請求項２】
前記プランジャチップが、チップヘッドと、前記チップヘッドの外周に巻装したチップリングを有しており、前記チップヘッドの外周面に周状に前記循環路を形成し、前記チップリングに複数の前記吐出孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載の鋳造装置。
【請求項３】
前記プランジャチップが、前記チップヘッドの外周に巻装した後端チップリングを有しており、前記チップヘッドの外周面に沿って第２循環路を形成し、前記後端チップリングに複数の前記吐出孔を形成したことを特徴とする請求項２に記載の鋳造装置。
【請求項４】
前記プランジャチップに、前記潤滑油を供給する前記供給路と、冷却水を供給する冷却水供給管と、前記冷却水を排出する冷却水排出管とを有する三層パイプを設置していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム、マグネシウム等の非鉄金属、及びその合金等を材料とする鋳造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属部品等を生産する方法の１つとして、鋳造が知られており、特に鋳造により鋳造品を効率的に生産する鋳造装置が知られている。図７に従来の鋳造装置１Ｘの概略を示し、この鋳造装置１Ｘは、固定盤２８と可動盤２９の内側に、固定型２６と可動型２７からなる金型を設置し、この２つの金型を密接させて内側に形成する空間（以下、キャビティ３１という）に、融解した金属材料である金属溶湯（以下、溶湯ｍという）を流し込んで、鋳造品を生産するように構成している。
【０００３】
この鋳造装置１Ｘの鋳造工程は、溶湯ｍをラドル（ひしゃく）２５等の給湯装置により筒状のスリーブ３の給湯口３０に供給する工程と、この溶湯ｍを、シリンダ装置５に設置したプランジャチップ２Ｘにより、キャビティ３１に圧入する工程を有している。このプランジャチップ２Ｘは、プランジャロッド４Ｘを介してシリンダ装置５に設置している（特許文献１及び２参照）。
【０００４】
このとき、プランジャチップ２Ｘは、溶湯ｍを高い圧力でキャビティ３１内に圧入する必要があるため、スリーブ３の内側とほとんど隙間がない状態で、スリーブ３内を摺動するように構成している。このため、スリーブ３に嵌入する直前のプランジャチップ２Ｘに潤滑油を供給し、プランジャチップ２Ｘの摺動を滑らかにする方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。なお、プランジャチップ２Ｘとスリーブ３の潤滑が十分でない場合は、プランジャチップ２Ｘ及びスリーブ３の摩耗等による劣化が早くなり、鋳造コストが高くなる。
【０００５】
図８に、潤滑油を供給する機構の１例を示す。この機構は、スリーブ３の入口を通過するプランジャチップ２Ｘに、供給路１６Ｘから潤滑油ｋを供給する構成となっている。しかしながら、潤滑油をスリーブ３内で必要となる場所に十分に供給することができないため、プランジャチップ２の十分な潤滑が実現できていないのが現状である。つまり、スリーブ３の入口で潤滑油ｋを供給するため、中間部Ｔまで潤滑油ｋを供給することが困難となる。
【０００６】
また、プランジャチップ２Ｘの上方から潤滑油ｋを供給した場合、プランジャチップ２Ｘとスリーブ３の上面との接触面のみを潤滑し、スリーブ３の下面まで十分に潤滑油ｋを供給することが困難であるという問題を有している。
【０００７】
上記の問題に対して、スリーブ３の中間部Ｔまで潤滑油ｋを供給するために、潤滑油ｋの供給量を増加した場合、潤滑油ｋをスリーブ３の出口部Ｕまで供給してしまう可能性がある。この潤滑油ｋを出口部Ｕに供給した場合、溶湯ｍと共に潤滑油ｋを金型内に圧入してしまう可能性があり、この潤滑油ｋの混入により、鋳造品の品質が低下し、歩留が低下してしまう問題を有している。特にアルミ製品の場合には、この問題が顕著となる。また、潤滑油ｋがスリーブ３の入口部Ｓから外部に流れ出し、鋳造装置の周辺を潤滑油ｋにより汚染してしまうという問題を有している。以上のように、従来は、潤滑油ｋの供給量及び、スリーブ内における潤滑油の供給位置を制御することが非常に困難であった。
【０００８】
なお、スリーブ３を入口部Ｓ、中間部Ｔ、出口部Ｕに分けたが、出口部Ｕは鋳造品の品
質に影響するため潤滑油を供給しない領域であり、中間部Ｔは従来、潤滑油の供給が困難であったが、潤滑油の供給を必要としている領域であり、入口部Ｓはその他の領域を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１５０１１６号公報
【特許文献２】特開２０００−１５８１１４号公報
【特許文献３】特開２００８−２２９６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、スリーブに供給した溶湯をプランジャチップにより、金型内に圧入する鋳造装置において、スリーブを潤滑する潤滑油の供給量を制御し、かつ、スリーブ内における供給位置を制御することを可能とした鋳造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明に係る鋳造装置は、プランジャロッドに設置したプランジャチップにより、金属溶湯を金型に圧入する鋳造装置において、前記プランジャチップに前記潤滑油を供給する供給路を設け、前記供給路と前記プランジャチップに周状に形成した循環路を連通し、前記循環路と前記プランジャチップの表面に設けた複数の吐出孔を連通したことを特徴とする。
【００１２】
上記の鋳造装置において、前記プランジャチップが、チップヘッドと、前記チップヘッドの外周に巻装したチップリングを有しており、前記チップヘッドの外周面に周状に前記循環路を形成し、前記チップリングに複数の前記吐出孔を形成したことを特徴とする。
【００１３】
上記の鋳造装置において、前記プランジャチップが、前記チップヘッドの外周に巻装した後端チップリングを有しており、前記チップヘッドの外周面に沿って第２循環路を形成し、前記後端チップリングに複数の前記吐出孔を形成したことを特徴とする。
【００１４】
上記の鋳造装置において、前記プランジャチップに、前記潤滑油を供給する前記供給路と、冷却水を供給する冷却水供給管と、前記冷却水を排出する冷却水排出管とを有する三層パイプを設置していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る鋳造装置によれば、潤滑油をプランジャチップの外周面から供給する構成により、スリーブ内における潤滑油の供給位置及び潤滑油の供給量を制御することが可能となる。また、摺動面となるプランジャチップ自体から潤滑油を吐出するため、プランジャチップ表面に形成する油膜を制御することが可能となり、プランジャチップの耐久性を向上することが可能となる。そのため、必要以上に潤滑油を供給する必要がなくなり、鋳造製品の品質及び歩留を向上することができる。特にアルミ製品の場合は、顕著な品質向上及び歩留向上の効果を得ることができる。
【００１６】
また、供給路から周状に形成した循環路を介して、複数の吐出孔に潤滑油を供給する構成により、潤滑油を循環路に一度供給した後に、複数の吐出孔からスリーブ内に供給できるため、複数の吐出孔から吐出する潤滑油の圧力を同一にすることができる。つまり、スリーブの全周にわたって均一に潤滑油を供給することが可能となる。
【００１７】
更に、チップヘッドの外周面に循環路を形成し、チップリングに複数の吐出孔を形成する構成により、循環路をチップヘッドの表面に形成すればよいため、チップヘッドを作成する際の加工が容易となり、チップリングに吐出孔を形成するため、吐出孔の加工も容易となる。また、チップリングは、チップヘッドに固定してもよいが、摩耗が激しく、交換が必要となる部品であるため、チップヘッド上で回転可能に設置されることが多い。この場合であっても、周状の循環路を介して吐出孔を連通しているため、チップリングが回転したとしても、その影響を受けずに潤滑油の供給が可能となる。
【００１８】
更に、チップヘッドの外周面に第２循環路を形成し、後端チップリングに複数の吐出孔を形成する構成により、潤滑油の供給を、循環路とチップリングの組み合わせに加えて、第２循環路と後端チップリングの組み合わせの２系統から行うことが可能となる。このため、スリーブ内における潤滑油の供給位置及び潤滑油の供給量の制御をより緻密に行うことができる。つまり、潤滑油の供給を２系統以上の複数の系統により行う構成により、それぞれの系統ごとに潤滑油の供給圧力を制御して供給量を変化させたり、系統ごとに異なる種類の潤滑油を供給する制御等を自在に行うことが可能となる。
【００１９】
更に、供給路と冷却水供給管と冷却水排出管で三層パイプを形成し、この三層パイプにより潤滑油及び冷却水の供給、排出を行う構成により、プランジャチップとプランジャロッドの連結、連結解除の作業が容易となる。つまり、摩耗等によりプランジャチップを交換する際に、プランジャチップとプランジャロッドにおける供給路の回転方向における位置合わせ等の作業が不要となる。そのため、プランジャチップから直接、潤滑油を供給する構造の採用が容易となる。
【００２０】
また、上記の鋳造装置において、前記プランジャチップが、カップ状の前記チップヘッドと、前記チップヘッドの後方の開口部から挿入して連結するチップ本体を有しており、前記チップヘッドの開口部にピストンリング係止溝を設け、前記チップ本体の外周に前記ピストンリング係止溝に対応するピストンリングを設置し、前記ピストンリングを前記ピストンリング係止溝に係止して前記チップヘッドと前記チップ本体を連結するように構成してもよい。
【００２１】
この構成により、従来は、ネジ等の構造により連結していたチップヘッドとチップ本体の連結が、ピストンリングにより可能となるため、チップヘッドを回転させずに連結することができる。そのため、従来のプランジャチップの構造では、プランジャロッドに設けた潤滑油の供給路と、プランジャチップに設けた供給路の位置合わせが困難であったという問題を解決することができる。更に、チップヘッドとチップ本体の着脱が容易となるため、摩耗の激しいチップヘッド若しくはチップリング等を容易に交換することができる。つまり、スリーブ及びプランジャチップへの潤滑油の供給は、潤滑油を任意の場所に供給する機構に加えて、チップヘッド等の摩耗の激しい部材を交換する機構を有していることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る実施の形態のプランジャチップの構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態のプランジャチップの構成を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態のプランジャチップの断面を示す図である。
【図４】チップヘッドとチップ本体の連結の機構を示す図である。
【図５】チップヘッドとチップ本体の連結の機構を示す図である。
【図６】チップヘッド表面に形成した循環路を示す図である。
【図７】ダイカスト装置の構成を示す図である。
【図８】従来の潤滑油供給機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る実施の形態の鋳造装置について、図面を参照しながら説明する。図１及び２に、本発明に係る実施の形態の鋳造装置１のプランジャチップ２の分解図を示しており、図１にチップヘッド１０、チップリング１２、後端チップリング１３を、図２にチップ本体１１を示している。
【００２４】
図１に、チップヘッド１０と、その外周に巻装するチップリング１２及び後端チップリング１３の分解図を示している。このチップヘッド１０は、先端部に溶湯ｍを押圧する押圧面１８を有しており、また、外周面に周状の循環路１５と第２循環路１５ｂを有し、この循環路１５、１５ｂは潤滑油ｋを供給する供給路１６、１６ｂとそれぞれ連通している。
【００２５】
また、チップリング１２は、循環路１５の外周を覆うように設置しており、チップリング１２を貫通する複数の吐出孔１４を有している。同様に、後端チップリング１３は、循環路１５ｂの外周を覆うように設置しており、後端チップリング１３を貫通する複数の吐出孔１４ｂを有している。
【００２６】
ここで、チップヘッド１０はＳ４５Ｃ（機械構造用炭素鋼鋼材）等の焼入れした鋼材等で形成し、溶湯を押圧する押圧面１８はコバルト合金を溶射等により０．７〜１．０ｍｍ程度の厚さに肉盛りして形成することが望ましい。また、チップリング１２は、耐摩耗性材料で形成し、例えば、Ｓ４５Ｃにコバルト合金を表面溶射して形成することが望ましい。さらに、後端チップリング１３は、潤滑性材料で形成し、例えば、ベリリウム銅合金又はオイルレスメタルで形成することが望ましい。
【００２７】
なお、潤滑油ｋの供給を、吐出孔１４と循環路１５と供給路１６を連通する第１系統と、吐出孔１４ｂと循環路１５ｂと供給路１６ｂを連通する第２系統でそれぞれ独立して行うことにより、潤滑油ｋを供給するための制御をより緻密に行うことができる。このとき、循環路１５ｂと供給路１６が連通しないように構成する。他方で、潤滑油ｋを供給するラインを１系統とする場合には、循環路１５、１５ｂと供給路１６が連通するように構成するとよい。このとき、供給路１６ｂを形成する必要はない。
【００２８】
また、チップリング１２をチップヘッド１０に固定せず、回転可能な状態で設置している場合は、吐出孔１４はチップリング１２上に均等に形成することが望ましい。また、吐出孔１４の数は、プランジャチップ２のサイズ等により適宜変更することができる。同様のことが、後端チップリング１３についても言える。
【００２９】
さらに、チップリング１２と後端チップリング１３が同時に回転するように、キー溝等の嵌合部を設けてもよい。このとき、吐出孔１４と吐出孔１４ｂの位置を回転方向にずらし、プランジャチップ２の周上に交互に配置する構成により、スリーブ３に均一に潤滑油ｋを供給することができる。
【００３０】
図２に、チップ本体１１を示しており、チップ本体１１は、チップヘッド１０に冷却水ｗを供給する冷却水供給管２１と、冷却水ｗを排出する冷却水排出管２２と、潤滑油ｋを供給する供給路１６を有している。また、チップ本体１１は、チップヘッド１０と連結するための環状のピストンリング２４と、冷却水ｗの漏洩を防止するＯリング２３を有している。
【００３１】
図３に、プランジャチップ２の断面図を示しており、プランジャチップ２は、チップヘッド１０、チップ本体１１、チップリング１２、及び後端チップリング１３から構成している。まず、プランジャチップ２における、潤滑油ｋの流れを説明する。潤滑油ｋは、プランジャロッド４（図示しない）からプランジャチップ２の供給路１６に供給する。プランジャチップ２に供給した潤滑油ｋは、チップ本体１１の内部を通過し、側方からチップヘッド１０の供給路１６に流れ、チップヘッド１０の外周面で、かつ、チップリング１２及び後端チップリング１２ｂの内周側を流れ、循環路１５に流れ、さらに、循環路１５から吐出孔１４を介して、スリーブ３内に流れるように構成している（第１系統）。
【００３２】
また、潤滑油ｋは、チップ本体１１内部から、供給路１６ｂ、第２循環路１５ｂに流れ、後端チップリング１３に設けた吐出孔１４ｂからスリーブ３内に流れるように構成している（第２系統）。
【００３３】
次に、プランジャチップ２における、冷却水ｗの流れを説明する。冷却水ｗは、プランジャロッド４（図示しない）からプランジャチップ２の冷却水供給管２１に供給する。その後、冷却水ｗは、チップヘッド１０とチップ本体１１により形成した冷却水室１７を循環し、冷却水排出管２２からプランジャロッド４側へ排出する。
【００３４】
なお、冷却水供給管２１、冷却水排出管２２及び潤滑油ｋの供給路１６を、三層構造の三層パイプとして構成してもよい。プランジャチップ２とプランジャロッド４の連結は、ネジ構造等を有したプランジャチップ２の回転により行うため、プランジャチップ２等の中心から同心円状に広がる三層パイプで流体を運搬する構成により、プランジャチップ２とプランジャロッド４の供給路１６を連結するための位置合わせを行う必要がない。そのため、プランジャチップ２の交換作業が容易、かつ、短時間で行うことができる。
【００３５】
図４に、チップヘッド１０の後方の開口部から、チップ本体１１を挿入してプランジャチップ２を形成する工程を示す。図４Ａに、チップ本体１１が挿入を開始した状態を示しており、チップヘッド１０の後方の開口部の内周側には、周状のピストンリング係止溝３５を設けている。このピストンリング係止溝３５は、チップ本体１１の外周に設置した環状のピストンリング２４が嵌合するように形成している。
【００３６】
図４Ｂは、チップヘッド１０の開口部にチップ本体１１を挿入した様子を示しており、挿入完了後に、ネジ孔３２に挿入ネジ３３を挿入する。この挿入ネジ３３により、ピストンリング２４を外周方向（図４下方）に押し広げ、ピストンリング２４及びピストンリング係止溝３５にそれぞれ設けたテーパ３４ａ、３４ｂの作用により、チップヘッド１０をチップ本体１１に押し付け、確実に連結する。
【００３７】
この構成により、例えば、チップ本体１１に設けた潤滑油の供給路１６と、チップヘッド１０に設けた供給路１６ｂの図４の左右の位置合わせが容易となる。つまり、チップヘッド１０とチップ本体１１は、必ず決められた位置で連結するため、供給路１６、１６ｂが分断されることがない。このように、挿入ネジ３３を挿入するような簡易な作業によりチップヘッド１０、及びその外周に巻装しているチップリング１２、後端チップリング１３を交換することができるため、プランジャチップ２等の劣化した部品の交換を可能としながら、プランジャチップ２の外周面からの潤滑油の供給を実現することができる。
【００３８】
図５に、ピストンリング２４とネジ孔３２の位置関係を示す。図５Ａは、切断部２４ａを有するピストンリング２４と、チップ本体１１に設けた３つのネジ孔３２を示している。このピストンリング２４は、ネジ孔３２の一部を閉塞する位置にあり、図４Ａ、及び図４Ｂに示すピストンリング２４と対応している。
【００３９】
このネジ孔３２に挿入ネジ３３を挿入すると、挿入ネジ３３は、図５Ｂに示すように、ピストンリング２４を外周方向に押し広げ、チップヘッド１０とチップ本体１１を連結、固定する。このとき、ピストンリング２４は均等に拡開した状態であり、チップヘッド１
０とチップ本体１１の連結部に係る力を均等に分散することができ、更に、冷却水の漏洩防止に用いているＯリング２３の補助的な漏洩防止機構として機能することもできる。
【００４０】
なお、ピストンリング２４は、バネ鋼等の弾性力のある材料で形成することが望ましい。この構成により、挿入ネジ３３を取り除いた際に、ピストンリング２４は図５Ａに示した状態に弾性力で戻るため、その後、チップヘッド１０を引き抜けば、プランジャチップ２の分解が可能となる。
【００４１】
図６に、チップヘッド１０の外周面に形成した循環路１５の様子を示す。ここで、一点鎖線より上部は、チップヘッド１０の上半分、下部はチップヘッド１０の下半分の展開図を示している。図６Ａは、図１に示すチップヘッド１０の外周面を展開した様子を示している。図６Ａのチップヘッド１０は、潤滑油ｋを、連通孔１９から供給路１６に流し、循環路１５に供給する第１系統と、連通孔１９ｂから供給路１６ｂに流し、循環路１５ｂに供給する第２系統の２つの独立した系統を有している。
【００４２】
図６Ｂに異なる実施の形態のチップヘッド１０を示している。図６Ｂのチップヘッド１０は、潤滑油ｋを、連通孔１９から供給路１６に流し、循環路１５ｃ、１５ｄ供給する第１系統と、連通孔１９ｂから供給路１６ｂに流し、循環路１５ｅ、１５ｆに供給する第２系統を有している。
【００４３】
この構成により、例えば、潤滑油ｋをプランジャチップ２の上半分にあたる第１系統に高圧で供給し、下半分にあたる第２系統に低圧で供給するような制御を行うことができる。これにより、プランジャチップ２の上半分の吐出孔１４、１４ｂから供給した潤滑油ｋが、重力により下方に流れ、スリーブ３の内周面において、均一な潤滑油ｋの供給を実現することができる。
【００４４】
次に、潤滑油ｋを供給する際の制御に関して説明する。まず、プランジャチップ２が、図８に示すスリーブ３の入口部Ｓ及び中間部Ｔにあるときは、潤滑油ｋを、ポンプ等により加圧して、プランジャロッド４の供給路１６を介して、スリーブ３内に供給する。そして、プランジャチップ２が出口部Ｕにあるときは、潤滑油ｋの供給を停止し、鋳造品の品質低下及び歩留低下を防止するように制御する。
【００４５】
また、潤滑油ｋを供給する系統を、第１系統、第２系統のように複数の系統としてもよい。この複数の系統をそれぞれ制御して、スリーブ３内における潤滑油ｋの量を緻密に制御することも可能である。
【００４６】
上記の鋳造装置により、従来、潤滑油ｋを供給することができなかった、スリーブ３の中間部Ｔに潤滑油ｋを供給することが可能となる。そのため、摩耗等により劣化の激しいスリーブ３及びプランジャチップ２の交換サイクルを長期化することが可能となり、鋳造品の生産コストを低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００４７】
１  鋳造装置
２  プランジャチップ
３  スリーブ
１０  チップヘッド
１１  チップ本体
１２  チップリング
１３  後端チップリング
１４、１４ｂ  吐出孔
１５  循環路
１５ｂ  第２循環路
１６  供給路
２１  冷却水供給管
２２  冷却水排出管
ｋ  潤滑油
ｗ  冷却水
ｍ  溶湯
Ｓ  入口部
Ｔ  中間部
Ｕ  出口部
【図１】
2010269319.tif 000003
【図２】
2010269319.tif 000004
【図３】
2010269319.tif 000005
【図４】
2010269319.tif 000006
【図５】
2010269319.tif 000007
【図６】
2010269319.tif 000008
【図７】
2010269319.tif 000009
【図８】
2010269319.tif 000010